JP3528649B2 - Lamp cermets and ceramic discharge lamps - Google Patents
Lamp cermets and ceramic discharge lampsInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック製放電
ランプにおける放電容器の封止に用いられるランプ用サ
ーメットおよびセラミック製放電ランプに関し、更に詳
しくは、放電容器を形成する透光性セラミックスの線膨
張率にほぼ等しい線膨張率を有するランプ用サーメット
およびこのランプ用サーメットからなる封止部材を備え
たセラミック製放電ランプに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cermet for a lamp used for sealing a discharge vessel in a ceramic discharge lamp and a ceramic discharge lamp. More specifically, the linear expansion of translucent ceramics forming the discharge vessel. The present invention relates to a cermet for a lamp having a linear expansion coefficient substantially equal to the coefficient and a ceramic discharge lamp provided with a sealing member made of the cermet for the lamp.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来において、図１に示すようなセラミ
ック製放電ランプ、すなわち、透光性セラミックスより
なり、発光管部１とこの発光管部１に連設された狭窄管
部２とを有する放電容器３を備え、前記発光管部１内に
一対の電極４が対向配置され、当該電極４を先端部に有
する電極棒５の基端部が封止部材６に埋設され、この封
止部材６が、前記狭窄管部２内にフリット溶着されるこ
とにより気密封止構造が形成されてなるセラミック製放
電ランプは公知である（例えば特開昭６１−２２０２６
５号公報参照）。なお、図１において、７は封止部材６
に埋設されている外部リードである。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 1, a ceramic discharge lamp, that is, a translucent ceramic, has an arc tube portion 1 and a narrow tube portion 2 connected to the arc tube portion 1. A discharge vessel 3 is provided, and a pair of electrodes 4 are arranged to face each other in the arc tube portion 1, and a base end portion of an electrode rod 5 having the electrodes 4 at a tip end portion is embedded in a sealing member 6. 6, a ceramic discharge lamp in which a hermetically sealed structure is formed by frit-welding the inside of the constricted tube portion 2 is known (for example, JP-A-61-22026).
(See Japanese Patent Publication No. 5). In FIG. 1, 7 is a sealing member 6.
It is an external lead embedded in.
【０００３】この放電ランプを構成する封止部材６は、
セラミックス粉末と金属粉末とを焼結して得られる導電
性のサーメットからなり、ガラスフリット（図示省略）
により狭窄管部２内に溶着されている。かかるサーメッ
トを得るためのセラミックスとしては、当該サーメット
から形成される封止部材６と、放電容器３との熱膨張率
の差を小さくする観点から、放電容器３を形成する透光
性セラミックスと同じ材質（例えば多結晶アルミナ）の
ものが使用されている。また、サーメットを得るための
金属としては、モリブデンやタングステンが使用され、
給電に必要な導電性を確保するために３０〜６０容量％
の割合で含有されている。The sealing member 6 which constitutes this discharge lamp is
Glass frit (not shown) made of conductive cermet obtained by sintering ceramic powder and metal powder.
Is welded in the stenosis tube part 2. The ceramic for obtaining the cermet is the same as the translucent ceramic forming the discharge vessel 3 from the viewpoint of reducing the difference in the coefficient of thermal expansion between the sealing member 6 formed of the cermet and the discharge vessel 3. A material (for example, polycrystalline alumina) is used. Also, molybdenum and tungsten are used as the metal to obtain cermet,
30-60% by volume to ensure the conductivity required for power supply
It is contained in the ratio of.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかして、サーメット
に含有されるモリブデンやタングステンなどの金属は、
アルミナなどのセラミックスと比較して線膨張率が小さ
い。このため、封止部材６を形成するサーメットの線膨
張率は、当該サーメットを構成するセラミックスの線膨
張率に比べて小さいものとなる。この結果、サーメット
を構成するセラミックスとして、放電容器３を形成する
透光性セラミックスと同じ材質のものを使用しても、得
られるサーメットの線膨張率と、放電容器３を形成する
透光性セラミックスの線膨張率との間には、１×１０-6
〔Ｋ-1〕を超える差が発生してしまう。However, the metals such as molybdenum and tungsten contained in the cermet are
The coefficient of linear expansion is smaller than that of ceramics such as alumina. Therefore, the linear expansion coefficient of the cermet forming the sealing member 6 is smaller than the linear expansion coefficient of the ceramics forming the cermet. As a result, even if the same material as the translucent ceramics forming the discharge vessel 3 is used as the ceramics forming the cermet, the coefficient of linear expansion of the obtained cermet and the translucent ceramics forming the discharge vessel 3 are obtained. The linear expansion coefficient of 1 × 10 -6
A difference exceeding [K -1 ] occurs.
【０００５】この結果、従来公知の導電性のサーメット
（例えばアルミナ−モリブデン系）により封止部材を形
成し、当該封止部材を、透光性アルミナからなる放電容
器にフリット溶着した場合、溶着の際（冷却工程）また
は点灯初期（数百時間内）において、両者の構成材料の
熱膨張の差に起因して溶着部位に割れが生じる場合があ
り信頼性が低いという問題があった。As a result, when a sealing member is formed of a conventionally known conductive cermet (for example, alumina-molybdenum system), and the sealing member is frit-welded to a discharge vessel made of translucent alumina, the welding is not performed. At the time (cooling step) or at the initial stage of lighting (within several hundred hours), there is a problem that the welded portion may be cracked due to the difference in thermal expansion between the constituent materials of both materials, resulting in low reliability.
【０００６】本発明は以上のような事情に基いてなされ
たものである。本発明の第１の目的は、セラミック製放
電ランプにおける放電容器を形成する透光性セラミック
スの線膨張率にほぼ等しい線膨張率とすることによっ
て、封着部の信頼性を高めたランプ用サーメットを提供
することにある。本発明の第２の目的は、セラミック製
放電ランプの封止部材として放電容器の狭窄管部にフリ
ット溶着されたときに、当該溶着部位に割れを生じさせ
ないランプ用サーメットを提供することにある。本発明
の第３の目的は、放電容器の狭窄管部と封止部材とのフ
リット溶着部位に割れを生じさせないセラミック製放電
ランプを提供することにある。The present invention has been made based on the above circumstances. A first object of the present invention is to provide a cermet for a lamp, which has a linear expansion coefficient substantially equal to that of a translucent ceramic forming a discharge vessel in a ceramic discharge lamp, thereby improving reliability of a sealing portion. To provide. A second object of the present invention is to provide a cermet for a lamp, which does not cause a crack in the welded portion when frit-welded to a narrow tube portion of a discharge vessel as a sealing member for a ceramic discharge lamp. A third object of the present invention is to provide a ceramic discharge lamp that does not cause cracks at the frit welding site between the narrow tube portion of the discharge vessel and the sealing member.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のランプ用サーメ
ットは、セラミック製放電ランプにおけるアルミナ多結
晶体よりなる透光性セラミックスにより形成された放電
容器の封止に用いられるランプ用サーメットであって、
前記セラミック製放電ランプにおける放電容器を形成す
る透光性セラミックスのアルミナ多結晶体よりも線膨張
率が大きいマグネシアまたはジルコニアよりなるセラミ
ックスと、当該アルミナ多結晶体よりも線膨張率が小さ
い金属であるモリブデンとを、モリブデンが２０〜７０
容量％となる割合で焼結することにより得られ、 当該ア
ルミナ多結晶体の２５〜３００℃における平均線膨張率
をＥ〔Ｋ -1 〕とするとき、２５〜３００℃における平均
線膨張率がＥ±１．０×１０ -6 〔Ｋ -1 〕の範囲にあるこ
とを特徴とする。The lamp cermet according to the present invention has a high alumina content in a ceramic discharge lamp.
A cermet for a lamp used for sealing a discharge vessel formed of translucent ceramics made of a crystal ,
A ceramic made of magnesia or zirconia having a linear expansion coefficient higher than that of the alumina polycrystal of the translucent ceramic forming the discharge vessel of the ceramic discharge lamp, and a linear expansion coefficient of the alumina polycrystal. Molybdenum, which is a small metal, has a molybdenum content of 20 to 70
Obtained by sintering at a rate which is a volume%, the A
Average linear expansion coefficient of Lumina polycrystal at 25-300 ℃
Is E [K -1 ], the average at 25 to 300 ° C
The coefficient of linear expansion should be within the range of E ± 1.0 × 10 −6 [K −1 ].
And are characterized.
【０００８】本発明のセラミック製放電ランプは、アル
ミナ多結晶体よりなる透光性セラミックスにより形成さ
れた、発光管部とこの発光管部に連設された狭窄管部と
を有する放電容器を備え、前記発光管部内に一対の電極
が対向配置され、当該電極を先端部に有する電極棒の基
端部が埋設されている封止部材が、前記狭窄管部にフリ
ット溶着されることにより気密封止構造が形成されてな
るセラミック製放電ランプにおいて、前記封止部材は、
上記のランプ用サーメットからなることを特徴とする。[0008] The ceramic discharge lamp of the present invention, Al
It is made of translucent ceramics made of mina polycrystal.
The includes a discharge vessel having a light emitting tube portion and the narrowing tube portion provided continuously to the light-emitting tube portion, a pair of electrodes disposed opposite to said light emitting part, the electrode rod with the electrode at the distal end In a ceramic discharge lamp in which a sealing member having a proximal end portion embedded therein is frit-welded to the narrowed tube portion to form an airtight sealing structure, the sealing member is
It is characterized by comprising the above-mentioned lamp cermet.
【０００９】また、本発明のセラミック製放電ランプ
は、アルミナ多結晶体よりなる透光性セラミックスによ
り形成された、発光管部（１１）とこの発光管部（１
１）に連設された狭窄管部（１２）とを有する放電容器
（１０）を備え、前記発光管部（１１）内に一対の電極
（２１）が対向配置され、当該電極（２１）を先端部に
有する電極棒（２２）の基端部が、円柱状または円板状
の封止部材（２４）に埋設され、この封止部材（２４）
が、前記狭窄管部（１２）の外端面にフリット溶着され
ることにより気密封止構造が形成されてなるセラミック
製放電ランプであって、前記封止部材（２４）は、上記
のランプ用サーメットからなることを特徴とする。The ceramic discharge lamp of the present invention is made of a translucent ceramic made of an alumina polycrystal.
The arc tube portion (11) and the arc tube portion (1
1) is provided with a discharge vessel (10) having a constriction tube part (12) continuously provided, and a pair of electrodes (21) are arranged in the arc tube part (11) so as to face each other. The base end of the electrode rod (22) at the tip is embedded in a columnar or disk-shaped sealing member (24), and this sealing member (24)
Is a ceramic discharge lamp in which an airtight sealing structure is formed by frit welding to the outer end surface of the narrowed tube portion (12), and the sealing member (24) is the above-mentioned lamp cermet. It is characterized by consisting of.
【００１０】[0010]
【作用】本発明のランプ用サーメットは、セラミック製
放電ランプにおける放電容器を形成する透光性セラミッ
クスよりも線膨張率が大きいマグネシアまたはジルコニ
アよりなるセラミックスと、当該透光性セラミックスよ
りも線膨張率が小さい金属であるモリブデンとを、モリ
ブデンが２０〜７０容量％となる割合で焼結することに
より得られるものであるため、前記放電容器を形成する
透光性セラミックスのアルミナ多結晶体とほぼ等しい線
膨張率を有するものとすることができる。The lamp cermet of the present invention is made of magnesia or zirconium having a linear expansion coefficient larger than that of the translucent ceramic forming the discharge vessel in the ceramic discharge lamp.
And Ayori comprising ceramics, and a molybdenum metal linear expansion than the translucent ceramic is small, Mori
Since it is obtained by sintering at a ratio of 20 to 70% by volume of bude , a line almost equal to the alumina polycrystal of the translucent ceramic forming the discharge vessel.
It may have a coefficient of expansion .
【００１１】このようなランプ用サーメットからなる封
止部材を、アルミナ多結晶体の透光性セラミックスより
なる放電容器の狭窄管部にフリット溶着して気密封止構
造を形成することにより、得られるセラミック製放電ラ
ンプにおいて、製造段階および点灯時に、溶着部位に割
れが生じることはない。A sealing member made of such a cermet for a lamp is frit-welded to a narrow tube portion of a discharge vessel made of a translucent ceramic of alumina polycrystal to form an airtight sealing structure. In a ceramic discharge lamp, cracks do not occur at the welded portion during the manufacturing stage and during lighting.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。図２は、本発明のセラミック製放電ランプの一例
を示す説明用断面図である。この例のセラミック製放電
ランプを構成する放電容器１０は、楕円球形の発光管部
１１と、この発光管部１１の両端から外方に伸びるよう
連設された狭窄管部１２とを有してなり、透光性セラミ
ックスにより形成されている。ここに、放電容器の長さ
は２８〜４０ｍｍ、発光管部１１の最大外径は４．０〜
１０．０ｍｍ、内容積は０．０５〜０．６ｃｍ3 、狭窄
管部１２の外径は１．８〜２．６ｍｍ、狭窄管部１２の
内径は０．３〜１．２ｍｍとされる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. FIG. 2 is an explanatory sectional view showing an example of the ceramic discharge lamp of the present invention. The discharge vessel 10 that constitutes the ceramic discharge lamp of this example has an elliptic spherical arc tube portion 11 and a constriction tube portion 12 that is connected from both ends of the arc tube portion 11 so as to extend outward. And is made of translucent ceramics. Here, the length of the discharge vessel is 28 to 40 mm, and the maximum outer diameter of the arc tube portion 11 is 4.0 to 4.0.
The inner diameter of the stenosis tube part 12 is set to 10.0 mm, the internal volume is 0.05 to 0.6 cm 3 , the outer diameter of the stenosis tube part 12 is 1.8 to 2.6 mm, and the stenosis tube part 12 is 0.3 to 1.2 mm.
【００１３】放電容器１０を形成する透光性セラミック
スとしては、アルミナ多結晶体が用いられる。また、こ
の放電容器１０は、発光管部１１と狭窄管部１２とが一
体に連接されて形成（作製）されているが、放電容器の
形状（作製方法）はこれに限定されるものではなく、例
えば、発光管部形成部材の両端に形成された開口部に、
狭窄管部形成部材の一端を差し込むことによって放電容
器形成部材を作製し、この放電容器形成部材を焼結させ
るときに、狭窄管部形成部材の一端を焼き締めて固定す
ることにより、発光管部の両端に狭窄管部を連設させる
こともできる。As the translucent ceramics forming the discharge vessel 10, an alumina polycrystal is used. Further, although the discharge vessel 10 is formed (produced) by integrally connecting the arc tube portion 11 and the narrowed tube portion 12, the shape (production method) of the discharge vessel is not limited to this. , For example, in the openings formed at both ends of the arc tube forming member,
The discharge vessel forming member is manufactured by inserting one end of the narrowed tube portion forming member, and when the discharge vessel forming member is sintered, one end of the narrowed tube portion forming member is baked and fixed, so that the arc tube portion is formed. It is also possible to connect stenosis pipes to both ends of the.
【００１４】放電容器１０の発光管部１１内には、一対
の電極２１が対向配置されている。この電極２１は、発
光管部１１から狭窄管部１２を挿通して外方へ伸びる電
極棒２２の先端部に電極コイルが巻き付けられることに
より構成されている。電極棒２２の一部（先端部以外の
部分）にはスリーブ２３が装着されており、スリーブ２
３が装着されている電極棒２２の基端部は、円柱状の封
止部材２４の内端側に埋設され、この封止部材２４の外
端側には外部リード棒２５の端部が埋設されている。そ
して、電極２１、電極棒２２、スリーブ２３、封止部材
２４および外部リード棒２５により電極構造体が構成さ
れている。図２において、３０は、狭窄管部１２の外端
面と、封止部材２４の内端面との間に介在するフリット
ガラスであり、このフリットガラス３０を介して、封止
部材２４が狭窄管部１２の外端面にフリット溶着され
る。これにより、電極２１の位置が固定されるととも
に、気密封止構造が形成される。ここに、フリットガラ
スとしては、希土類酸化物−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の
ガラスなどを使用することができる。このように、狭窄
管部１２の外端面に封止部材２４をフリット溶着させる
構成によれば、小径（例えば、内径が０．８ｍｍ以下）
の狭窄管部を有する放電容器であっても、気密封止構造
を確実に形成することができ、小型のセラミック製放電
ランプを効率的に製造することができる。In the arc tube portion 11 of the discharge vessel 10, a pair of electrodes 21 are arranged so as to face each other. The electrode 21 is formed by winding an electrode coil around the tip of an electrode rod 22 which extends outward from the arc tube portion 11 through the narrowed tube portion 12. A sleeve 23 is attached to a part (a portion other than the tip end portion) of the electrode rod 22.
The base end portion of the electrode rod 22 to which 3 is attached is embedded in the inner end side of the cylindrical sealing member 24, and the end portion of the external lead rod 25 is embedded in the outer end side of this sealing member 24. Has been done. The electrode 21, the electrode rod 22, the sleeve 23, the sealing member 24, and the external lead rod 25 form an electrode structure. In FIG. 2, reference numeral 30 denotes frit glass interposed between the outer end surface of the narrowed tube portion 12 and the inner end surface of the sealing member 24, and the sealing member 24 allows the narrowed tube portion to pass through the frit glass 30. The frit is welded to the outer end face of 12. Thereby, the position of the electrode 21 is fixed and a hermetically sealed structure is formed. Here, the frit glass may be used such as glass of the rare earth oxide -Al 2 O 3 -SiO 2 system. As described above, according to the configuration in which the sealing member 24 is frit-welded to the outer end surface of the narrowed tube portion 12, the small diameter (for example, the inner diameter is 0.8 mm or less).
Even in the discharge vessel having the narrowed tube portion, the hermetically sealed structure can be reliably formed, and the small-sized ceramic discharge lamp can be efficiently manufactured.
【００１５】ここに、電極棒２２は、直径０．１５〜
０．５ｍｍのタングステン線からなり、外部リード棒２
５は、直径０．２〜０．７ｍｍのタングステン線、モリ
ブデン線または白金族の金属線からなる。また、電極棒
２２の先端部に巻き付けられる電極コイルは、直径０．
０６〜０．３ｍｍのタングステン線からなる。スリーブ
２３は、その外径が狭窄管部１２の内径と適合するとと
もに、その内径が電極棒２２の直径と適合する形状を有
することが望ましい。特にスリーブ２３の外径と狭窄管
部１２の内径との差は小さいことが好ましく、具体的に
は０．１２ｍｍ以下であることが望ましい。これによ
り、両者間の間隙が十分に小さくなってこれに進入して
凝縮する封入物の量を少なく抑えることが可能となる。The electrode rod 22 has a diameter of 0.15 to 0.15.
External lead bar 2 made of 0.5 mm tungsten wire
5 is a tungsten wire, a molybdenum wire, or a platinum group metal wire having a diameter of 0.2 to 0.7 mm. The electrode coil wound around the tip of the electrode rod 22 has a diameter of 0.
It is made of a tungsten wire of 06 to 0.3 mm. The sleeve 23 preferably has a shape whose outer diameter matches the inner diameter of the narrowed tube portion 12 and whose inner diameter matches the diameter of the electrode rod 22. In particular, it is preferable that the difference between the outer diameter of the sleeve 23 and the inner diameter of the narrowed tube portion 12 is small, and specifically, it is desirable that the difference be 0.12 mm or less. As a result, the gap between the two becomes sufficiently small, and it is possible to reduce the amount of the inclusions that enter and condense.
【００１６】封止部材２４は導電性のサーメットから形
成される。封止部材２４を形成するサーメットの材質
は、放電容器１０を形成する透光性セラミックスの材質
に応じて選択される。すなわち、放電容器１０を形成す
る透光性セラミックスの線膨張率と、封止部材２４を形
成するサーメットの線膨張率との差が小さいことが必要
とされる。具体的には、「２５〜３００℃における平均
線膨張率」（以下、単に「平均線膨張率」という。）を
測定したとき、放電容器１０を形成する透光性セラミッ
クスの平均線膨張率と、封止部材２４を形成するサーメ
ットの平均線膨張率との差が１．０×１０-6〔Ｋ-1〕以
内、特にその差が０．５×１０-6〔Ｋ-1〕以内であるこ
とが好ましい。両者の平均線膨張率の差を１．０×１０
-6〔Ｋ-1〕以内とすることにより、放電容器１０の狭窄
管部１２と、封止部材２４との溶着部位に割れを生じさ
せることはなく、信頼性の高い気密封止構造を形成する
ことができる。ここに、放電容器１０を形成する透光性
セラミックスであるアルミナ多結晶体の平均線膨張率は
７．０×１０-6〔Ｋ-1〕である。なお、線膨張率の値
は、透光性セラミックスの製法、密度、結晶方位などに
よって変動するものであり、従って、上記の平均線膨張
率は一例（参考値）にすぎない。The sealing member 24 is formed of a conductive cermet. The material of the cermet forming the sealing member 24 is selected according to the material of the translucent ceramic forming the discharge vessel 10. That is, it is necessary that the difference between the linear expansion coefficient of the translucent ceramic forming the discharge vessel 10 and the linear expansion coefficient of the cermet forming the sealing member 24 is small. Specifically, when the “average linear expansion coefficient at 25 to 300 ° C.” (hereinafter, simply referred to as “average linear expansion coefficient”) is measured, the average linear expansion coefficient of the translucent ceramics forming the discharge vessel 10 and , The difference from the average linear expansion coefficient of the cermet forming the sealing member 24 is within 1.0 × 10 −6 [K −1 ], and particularly the difference is within 0.5 × 10 −6 [K −1 ]. Preferably there is. The difference in average linear expansion coefficient between the two is 1.0 × 10
-6 [K -1 ] or less, a welded portion between the narrowed tube portion 12 of the discharge vessel 10 and the sealing member 24 is not cracked, and a highly reliable hermetically sealed structure is formed. can do. Here, the average linear expansion coefficient of the alumina polycrystal which is the translucent ceramics forming the discharge vessel 10 is 7.0 × 10 −6 [K −1 ] . The value of the coefficient of linear expansion varies depending on the manufacturing method, the density, the crystal orientation, etc. of the translucent ceramics, and thus the average coefficient of linear expansion is only an example (reference value).
【００１７】上記のような条件（両者の平均線膨張率の
差が１．０×１０-6〔Ｋ-1〕以内）を満足するサーメッ
ト（封止部材２４を形成するサーメット）としては、放
電容器１０を形成する透光性セラミックスよりも線膨張
率が大きい物質と、放電容器１０を形成する透光性セラ
ミックスよりも線膨張率が小さい金属であるモリブデン
とを含有してなるものが用いられる。As a cermet (cermet forming the sealing member 24) satisfying the above conditions (the difference between the average linear expansion coefficients of the two is within 1.0 × 10 -6 [K -1 ]), an electric discharge is used. A material containing a substance having a linear expansion coefficient larger than that of the translucent ceramic forming the container 10 and molybdenum which is a metal having a linear expansion coefficient smaller than that of the translucent ceramic forming the discharge container 10 is used. .
【００１８】具体的には、放電容器１０を形成する透光
性セラミックスよりも線膨張率が大きいセラミックス
（以下、「セラミックス（Ａ１）」ともいう。）と、放
電容器１０を形成する透光性セラミックスよりも線膨張
率が小さい金属（以下、「金属（Ｂ）」ともいう。）で
あるモリブデンとを焼結することにより得られる二元系
サーメットが用いられる。 Specifically, a ceramic having a linear expansion coefficient larger than that of the translucent ceramic forming the discharge vessel 10 (hereinafter, also referred to as "ceramic (A1)") and the translucent forming the discharge vessel 10. A binary cermet obtained by sintering molybdenum, which is a metal having a smaller linear expansion coefficient than ceramics (hereinafter, also referred to as “metal (B)”), is used.
【００１９】二元系サーメットにおいて、これを構成す
るためのセラミックス（Ａ１）としては、放電容器１０
を形成する透光性セラミックスよりも線膨張率が大きい
ものであれば特に限定されず、種々のものを用いること
ができる。例えば、放電容器１０がアルミナ多結晶体に
より形成されるので、セラミックス（Ａ１）として、マ
グネシア（ＭｇＯ）（線膨張率：１３×１０
-6〔Ｋ-1〕），ジルコニア（ＺｒＯ2 ）（線膨張率：
８．２〔Ｋ-1〕）などを用いることができる。In the binary cermet, the discharge vessel 10 is used as ceramics (A1) for constituting the cermet.
The linear expansion coefficient is not particularly limited as long as it has a coefficient of linear expansion larger than that of the translucent ceramics forming the, and various materials can be used. For example, the discharge vessel 10 is made of alumina polycrystal.
Since it is formed of magnesia (MgO) (coefficient of linear expansion: 13 × 10
-6 [K -1 ]), zirconia (ZrO 2 ) (coefficient of linear expansion:
8.2 [K -1 ]) and the like can be used.
【００２０】サーメットを構成するための金属（Ｂ）
は、給電に必要な導電性を付与するための必須成分であ
り、放電容器１０を形成する透光性セラミックスよりも
線膨張率が小さい金属であるモリブデン（線膨張率：
４．９×１０-6〔Ｋ-1〕）が用いられる。二元系サーメ
ットに占める金属（Ｂ）の含有割合は、通常２０〜７０
容量％とされる。 Metal (B) for constituting cermet
Is an essential component for imparting electrical conductivity necessary for power supply, and is molybdenum (a coefficient of linear expansion:
4.9 × 10 −6 [K −1 ]) is used. The content ratio of the metal (B) in the binary cermet is usually 20 to 70.
Is the percent by volume.
【００２１】二元系サーメットの具体例としては、Ｍｇ
Ｏ−Ｍｏ系サーメット、ＺｒＯ2 −Ｍｏ系サーメットな
どが挙げられる。 Specific examples of binary cermets include Mg
O-Mo type cermet, ZrO 2 -Mo type cermet
Which can be mentioned.
【００２２】以上のようにして得られるサーメット（本
発明のランプ用サーメット）の平均線膨張率は、放電容
器１０を形成する透光性セラミックスの平均線膨張率を
Ｅとするとき、Ｅ±１．０×１０-6〔Ｋ-1〕の範囲にあ
る。従って、このようなサーメットにより封止部材２４
（サーメット）を形成することにより、当該セラミック
製放電ランプの製造段階および点灯時において、放電容
器１０の狭窄管部１２と封止部材２４との溶着部位に割
れを生じさせることはない。The average linear expansion coefficient of the cermet (the cermet for a lamp of the present invention) obtained as described above is E ± 1 when the average linear expansion coefficient of the translucent ceramics forming the discharge vessel 10 is E. It is in the range of 0.0 × 10 −6 [K −1 ]. Therefore, with such a cermet, the sealing member 24
By forming the (cermet), cracks do not occur at the welded portion of the narrowed tube portion 12 of the discharge vessel 10 and the sealing member 24 at the manufacturing stage and lighting of the ceramic discharge lamp.
【００２３】図３は、本発明のセラミック製放電ランプ
を内管として備えてなる二重管構造のメタルハライドラ
ンプの構成の一例を示す説明用断面図である。同図に示
すメタルハライドランプは、本発明のセラミック製放電
ランプ（例えば図２に示した放電ランプ）からなる内管
５０が外管５１内に配置されて構成されている。メタル
ハライドランプを構成する外管５１は、排気管残部５３
を一端に有し、他端にはモリブデン箔５４が埋設された
ピンチシール部５５を有してなり、石英ガラスまたは硬
質ガラスから形成されている。この外管５１内は排気さ
れて真空になっている。同図において、５６は給電用リ
ードであり、この給電用リード５６は、モリブデン箔５
４および内部リード５７を介して、内管５０（本発明の
セラミック製放電ランプ）の外部リード棒２５に電気的
に接続されている。５８はＺｒ−Ａｌ合金からなるゲッ
ターであり、外管５１の内部に設けられた支柱（図示省
略）にスポット溶接されている。FIG. 3 is an explanatory sectional view showing an example of the structure of a metal halide lamp having a double tube structure, which is provided with the ceramic discharge lamp of the present invention as an inner tube. The metal halide lamp shown in the figure is configured by arranging an inner tube 50 made of the ceramic discharge lamp of the present invention (for example, the discharge lamp shown in FIG. 2) in an outer tube 51. The outer pipe 51 that constitutes the metal halide lamp has an exhaust pipe remaining portion 53.
Has a pinch seal portion 55 in which a molybdenum foil 54 is embedded, and is formed of quartz glass or hard glass. The inside of the outer tube 51 is evacuated to a vacuum. In the figure, 56 is a power supply lead, and this power supply lead 56 is a molybdenum foil 5
It is electrically connected to the outer lead rod 25 of the inner tube 50 (the ceramic discharge lamp of the present invention) via the inner lead 4 and the inner lead 57. Reference numeral 58 is a getter made of a Zr-Al alloy, which is spot-welded to a column (not shown) provided inside the outer tube 51.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
The present invention is not limited to these.
【００２５】＜調製例１＞
平均粒子径２μｍのマグネシア粉末〔セラミックス（Ａ
１）〕２０容量部と、平均粒子径０．５μｍのモリブデ
ン微粉末〔金属（Ｂ）〕８０容量部と、ステアリン酸
（バインダー）とを混合し、プレス成形することによ
り、当該混合物からなる成形体を作製した。次いで、得
られた成形体を水素雰囲気下４００℃で４時間加熱する
ことにより、ステアリン酸を除去し、次いで、１０００
℃で１時間加熱する仮焼結を行った。このようにして得
られた仮焼結体を、真空中において１７００℃で３０分
間加熱することにより焼結を完結させ、本発明のサーメ
ット（ＭｇＯ−Ｍｏ系サーメット）からなる成形体（直
径１．８ｍｍ、長さ５ｍｍの円柱体）を作製した。< Preparation Example 1 > Magnesia powder having an average particle diameter of 2 μm [ceramics (A
1)] 20 parts by volume, 80 parts by volume of fine molybdenum powder [metal (B)] having an average particle diameter of 0.5 μm, and stearic acid (binder) are mixed and press-formed to form the mixture. The body was made. Then, the obtained molded body is heated at 400 ° C. for 4 hours in a hydrogen atmosphere.
By removing the stearic acid, then 1000
Pre-sintering was performed by heating at 0 ° C for 1 hour. Get in this way
The resulting pre-sintered body in vacuum at 1700 ° C for 30 minutes
Sintering was completed by heating for a while, and a molded body (a cylindrical body having a diameter of 1.8 mm and a length of 5 mm) made of the cermet of the present invention (MgO-Mo cermet) was produced.
【００２６】＜調製例２＞
平均粒子径２μｍのジルコニア粉末〔セラミックス（Ａ
１）〕７５容量部と、平均粒子径０．５μｍのモリブデ
ン微粉末〔金属（Ｂ）〕２５容量部と、ステアリン酸
（バインダー）とを混合し、プレス成形することによ
り、当該混合物からなる成形体を作製した。次いで、得
られた成形体を用いたこと以外は、調製例１と同様にし
て本発明のサーメット（ＺｒＯ2 −Ｍｏ系サーメット）
からなる成形体（直径１．８ｍｍ、長さ５ｍｍの円柱
体）を作製した。< Preparation Example 2 > Zirconia powder [ceramics (A
1)] 75 parts by volume, 25 parts by volume of molybdenum fine powder [metal (B)] having an average particle diameter of 0.5 μm, and stearic acid (binder) are mixed and press-formed to form the mixture. The body was made. Then, the cermet of the present invention (ZrO 2 —Mo cermet) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the obtained molded body was used.
Was formed (a cylindrical body having a diameter of 1.8 mm and a length of 5 mm).
【００２７】＜比較調製例＞
平均粒子径２μｍのアルミナ粉末６０容量部と、平均粒
子径０．５μｍのモリブデン微粉末４０容量部と、ステ
アリン酸（バインダー）とを混合し、プレス成形するこ
とにより、当該混合物からなる成形体を作製した。次い
で、得られた成形体を用いたこと以外は調製例１と同様
にして比較用のサーメット（Ａｌ2 Ｏ3−Ｍｏ系サーメ
ット）からなる成形体（直径１．８ｍｍ、長さ５ｍｍの
円柱体）を作製した。<Comparative Preparation Example> 60 parts by volume of alumina powder having an average particle diameter of 2 μm, 40 parts by volume of fine molybdenum powder having an average particle diameter of 0.5 μm, and stearic acid (binder) were mixed and press-molded. A molded body made of the mixture was prepared. Then, a molded body (a cylindrical body having a diameter of 1.8 mm and a length of 5 mm) made of a comparative cermet (Al 2 O 3 —Mo cermet) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the obtained molded body was used. ) Was produced.
【００２８】上記のようにして得られたサーメットから
なる成形体の各々について、４端子法を用いて電気抵抗
を測定した。また、線膨張率計を用いて、２５〜３００
℃における平均線膨張率を測定した。結果を表１に示
す。The electrical resistance of each of the cermet molded bodies obtained as described above was measured by the four-terminal method. In addition, using a linear expansion coefficient meter, 25 to 300
The average coefficient of linear expansion in ° C was measured. The results are shown in Table 1.
【００２９】[0029]
【表１】 [Table 1]
【００３０】＜実施例１＞
下記の条件により、図２に示したような構成を有する交
流点灯型メタルハライドランプ（定格電力：２０Ｗ）を
作製した。Example 1 An AC lighting type metal halide lamp (rated power: 20 W) having the structure shown in FIG. 2 was produced under the following conditions.
【００３１】放電容器（１０）としては、多結晶アルミ
ナ（平均粒子径：約３０μｍ，平均線膨張率：６．８×
１０-6／Ｋ）よりなり、全長が３０ｍｍ、発光管部（１
１）の最大外径が５．８ｍｍ、発光管部（１１）の肉厚
が０．５ｍｍ、発光管部（１１）の内容積が約０．１ｃ
ｍ3 であり、狭窄管部（１２）の内径が０．７５ｍｍ、
狭窄管部（１２）の外径が１．８ｍｍであるものを使用
した。The discharge vessel (10) was made of polycrystalline alumina (average particle size: about 30 μm, average linear expansion coefficient: 6.8 ×).
10 -6 / K), total length 30 mm, arc tube part (1
The maximum outer diameter of 1) is 5.8 mm, the wall thickness of the arc tube part (11) is 0.5 mm, and the internal volume of the arc tube part (11) is about 0.1 c.
m 3 and the inner diameter of the constriction tube portion (12) is 0.75 mm,
The narrowed tube portion (12) having an outer diameter of 1.8 mm was used.
【００３２】スリーブ（２３）が装着された電極棒（２
２）の基端部を封止部材（２４）の内端側に埋設し、当
該封止部材（２４）の外端側に外部リード棒（２５）の
端部を埋設することにより、電極（２１）、電極棒（２
２）、スリーブ（２３）、封止部材（２４）および外部
リード棒（２５）からなる電極構造体を作製した。ここ
に、電極棒（２２）は、直径０．２ｍｍ、長さ１３ｍｍ
のタングステン線からなるものを使用した。電極（２
１）を構成する電極コイルは、直径０．０８ｍｍのタン
グステン線を巻き付けること（巻き数：６）によって形
成した。スリーブ（２３）は、外径０．７２ｍｍ、内径
０．２３ｍｍ、長さ５ｍｍの多結晶アルミナからなるも
のを使用した。封止部材（２４）は、調製例１により得
られたサーメット（ＭｇＯ−Ｍｏ系サーメット）からな
る成形体（直径１．８ｍｍ、長さ５ｍｍ）を使用した。
外部リード棒（２５）は、直径０．３ｍｍのタングステ
ン線からなるものを使用した。The electrode rod (2) fitted with the sleeve (23)
By embedding the base end part of 2) on the inner end side of the sealing member (24) and the end part of the external lead rod (25) on the outer end side of the sealing member (24), the electrode ( 21), electrode rod (2
2), a sleeve (23), a sealing member (24) and an external lead rod (25) were produced. Here, the electrode rod (22) has a diameter of 0.2 mm and a length of 13 mm.
A wire made of tungsten wire was used. Electrode (2
The electrode coil constituting 1) was formed by winding a tungsten wire having a diameter of 0.08 mm (winding number: 6). The sleeve (23) was made of polycrystalline alumina having an outer diameter of 0.72 mm, an inner diameter of 0.23 mm and a length of 5 mm. As the sealing member (24), a molded body (diameter 1.8 mm, length 5 mm) made of the cermet (MgO-Mo based cermet) obtained in Preparation Example 1 was used.
The outer lead rod (25) was made of a tungsten wire having a diameter of 0.3 mm.
【００３３】発光管部（１１）内に、水銀２．５ｍｇ
と、ディスプロシウム−タリウム−ナトリウムの複合沃
化物〔ＤｙＩ3 −ＴｌＩ−ＮａＩ〕〔３３：１０：５７
（重量比）〕３．２ｍｇと、封入圧力が１３ｋＰａとな
るような量のアルゴンガスとを封入し、狭窄管部（１
２）の外端面と、封止部材（２４）の内端面とを、フリ
ットリング〔Ｄｙ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系，平
均線膨張率：７．０×１０-6／Ｋ，内径：０．８ｍｍ，
外径２．０ｍｍ，厚さ１ｍｍ〕を介して当接させること
により、放電容器（１０）内に電極構造体を配設した
（電極間距離：３．０ｍｍ）。次いで、前記フリットリ
ングを１７００℃に加熱することによりフリット溶着さ
せて気密封止構造を形成することにより、本発明の放電
ランプを製造した。2.5 mg of mercury is placed in the arc tube (11).
And dysprosium-thallium-sodium complex iodide [DyI 3 -TlI-NaI] [33:10:57
(Weight ratio)] 3.2 mg and argon gas in an amount such that the filling pressure was 13 kPa were filled, and the narrowed tube portion (1
The outer end face of 2) and the inner end face of the sealing member (24) are connected to each other by a frit ring [Dy 2 O 3 -Al 2 O 3 -SiO 2 system, average linear expansion coefficient: 7.0 × 10 -6 / K. , Inner diameter: 0.8mm,
The electrode structure was disposed in the discharge vessel (10) by bringing them into contact with each other with an outer diameter of 2.0 mm and a thickness of 1 mm (distance between electrodes: 3.0 mm). Then, the frit ring was heated to 1700 ° C. to cause frit welding to form an airtightly sealed structure, thereby manufacturing the discharge lamp of the present invention.
【００３４】上記のようにして得られた本発明の放電ラ
ンプについて、放電容器（１０）の狭窄管部（１２）
と、封止部材（２４）との溶着部位を観察したところ、
割れは認められなかった。また、１０００時間にわたっ
て点滅点灯した後においても、当該部位に割れは認めら
れなかった。Regarding the discharge lamp of the present invention obtained as described above, the narrowed tube portion (12) of the discharge vessel (10).
And observing the welded part of the sealing member (24),
No crack was observed. In addition, no crack was observed in the site even after blinking and lighting for 1000 hours.
【００３５】＜実施例２＞
封止部材（２４）として、調製例５により得られたサー
メット（ＺｒＯ2 −Ｍｏ）からなる成形体を使用したこ
と以外は、実施例１と同様にして本発明の放電ランプを
製造した。このようにして得られた本発明の放電ランプ
について、放電容器（１０）の狭窄管部（１２）と、封
止部材（２４）との溶着部位を観察したところ、割れは
認められなかった。また、１０００時間にわたって点滅
点灯した後においても、当該部位に割れは認められなか
った。< Example 2 > The present invention was carried out in the same manner as in Example 1 except that the molded body made of the cermet (ZrO 2 -Mo) obtained in Preparation Example 5 was used as the sealing member (24). The discharge lamp of In the discharge lamp of the present invention thus obtained, the welded portion between the narrowed tube portion (12) of the discharge vessel (10) and the sealing member (24) was observed, and no crack was observed. In addition, no crack was observed in the site even after blinking and lighting for 1000 hours.
【００３６】＜比較例１＞
封止部材として、比較調製例により得られたサーメット
（Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍｏ）からなる成形体を使用したこと以
外は、実施例１と同様にして比較用の放電ランプを製造
した。このようにして得られた放電ランプについて溶着
部位を観察したところ、溶着部位に割れが認められた。<Comparative Example 1> A comparative example was prepared in the same manner as in Example 1 except that a molded body made of cermet (Al 2 O 3 —Mo) obtained by the comparative preparation example was used as the sealing member. A discharge lamp was manufactured. When the welded portion of the discharge lamp thus obtained was observed, cracks were observed at the welded portion.
【００３７】[0037]
【発明の効果】本発明のランプ用サーメットは、セラミ
ック製放電ランプにおける放電容器を形成する透光性セ
ラミックスのアルミナ多結晶体よりも線膨張率が大きい
マグネシアまたはジルコニアよりなる物質と、当該アル
ミナ多結晶体よりも線膨張率が小さい金属であるモリブ
デンを特定の割合で焼結することにより得られるもので
あるため、その線膨張率を、前記放電容器を形成する透
光性セラミックスの線膨張率とほぼ等しい値とすること
ができる。そして、本発明のランプ用サーメットからな
る封止部材を、放電容器の狭窄管部にフリット溶着して
セラミック製放電ランプを構成すれば、当該溶着部位
に、熱膨張の差に起因する割れを生じさせることはな
い。本発明のセラミック製放電ランプによれば、製造段
階および点灯時において、放電容器の狭窄管部と封止部
材とのフリット溶着部位に割れを生じさせることはな
い。The lamp cermet of the present invention has a larger linear expansion coefficient than the alumina polycrystal of the translucent ceramic forming the discharge vessel in the ceramic discharge lamp.
A substance made of magnesia or zirconia and the
Since it is obtained by sintering molybdenum , which is a metal having a linear expansion coefficient smaller than that of the mina polycrystal, at a specific ratio , the linear expansion coefficient is determined by the linear transmission coefficient of the translucent ceramic forming the discharge vessel. It can be set to a value approximately equal to the expansion coefficient. When a ceramic discharge lamp is formed by frit welding a sealing member made of the cermet for a lamp of the present invention to a narrowed tube portion of a discharge vessel, cracks caused by a difference in thermal expansion occur at the welded portion. There is nothing to do. According to the ceramic discharge lamp of the present invention, cracks do not occur at the frit welding site between the narrow tube portion of the discharge vessel and the sealing member during the manufacturing stage and during lighting.
【図１】従来のセラミック製放電ランプの一例を示す説
明用断面図である。FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an example of a conventional ceramic discharge lamp.
【図２】本発明のセラミック製放電ランプの一例を示す
説明用断面図である。FIG. 2 is an explanatory sectional view showing an example of a ceramic discharge lamp of the present invention.
【図３】本発明のセラミック製放電ランプの他の例を示
す説明用断面図である。FIG. 3 is an explanatory sectional view showing another example of the ceramic discharge lamp of the present invention.
１０ 放電容器 １１ 発光管部 １２ 狭窄管部 ２１ 電極 ２２ 電極棒 ２３ スリーブ ２４ 封止部材 ２５ 外部リード棒 ５０ 内管 ５１ 外管 ５３ 排気管残部 ５４ モリブデン箔 ５５ ピンチシール部 ５６ 給電用リード ５７ 内部リード ５８ ゲッター 10 discharge vessel 11 arc tube 12 Stenotic tube 21 electrodes 22 electrode rod 23 Sleeve 24 Sealing member 25 External lead rod 50 inner tube 51 outer tube 53 Remaining exhaust pipe 54 molybdenum foil 55 Pinch seal part 56 Power supply lead 57 Internal lead 58 getter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−296084（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−111944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−97571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−158736（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−118934（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−220265（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−29335（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 61/36 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-6-296084 (JP, A) JP-A-57-111944 (JP, A) JP-A-59-97571 (JP, A) JP-A-63- 158736 (JP, A) JP 61-118934 (JP, A) JP 61-220265 (JP, A) JP 56-29335 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 61/36
Claims (3)
ナ多結晶体よりなる透光性セラミックスにより形成され
た放電容器の封止に用いられるランプ用サーメットであ
って、 前記セラミック製放電ランプにおける放電容器を形成す
る透光性セラミックスのアルミナ多結晶体よりも線膨張
率が大きいマグネシアまたはジルコニアよりなるセラミ
ックスと、当該アルミナ多結晶体よりも線膨張率が小さ
い金属であるモリブデンとを、モリブデンが２０〜７０
容量％となる割合で焼結することにより得られ、 当該アルミナ多結晶体の２５〜３００℃における平均線
膨張率をＥ〔Ｋ -1 〕とするとき、２５〜３００℃におけ
る平均線膨張率がＥ±１．０×１０ -6 〔Ｋ -1 〕の範囲に
あることを 特徴とするランプ用サーメット。1. Aluminum in a ceramic discharge lamp
Made of translucent ceramics
A cermet for a lamp used for sealing a discharge vessel, wherein the ceramic discharge lamp in the ceramic discharge lamp has a linear expansion coefficient larger than that of the alumina polycrystal of the translucent ceramics made of magnesia or zirconia. and molybdenum, which is a metal having a linear expansion coefficient smaller than that of the alumina polycrystal , is 20 to 70 %.
Obtained by sintering at a rate which is a volume%, the average line at 25 to 300 ° C. of the alumina polycrystal
When the expansion coefficient is E [K -1 ], it should be at 25 to 300 ° C.
The average linear expansion coefficient within the range of E ± 1.0 × 10 −6 [K −1 ].
A cermet for lamps characterized by being present.
ックスにより形成された、発光管部とこの発光管部に連
設された狭窄管部とを有する放電容器を備え、前記発光
管部内に一対の電極が対向配置され、当該電極を先端部
に有する電極棒の基端部が埋設されている封止部材が、
前記狭窄管部にフリット溶着されることにより気密封止
構造が形成されてなるセラミック製放電ランプにおい
て、 前記封止部材は、請求項１に記載のランプ用サーメット
からなることを特徴とするセラミック製放電ランプ。 2. A translucent ceramic material made of an alumina polycrystal.
The arc tube formed by the
And a discharge vessel having a narrowed tube portion provided,
A pair of electrodes are arranged facing each other in the tube, and the electrodes are
The sealing member in which the base end portion of the electrode rod in is embedded is
Hermetically sealed by frit welding to the narrowed tube
The smell of a ceramic discharge lamp with a structured structure
And the sealing member is a cermet for a lamp according to claim 1.
Discharge lamp made of ceramics.
ックスにより形成された、発光管部（１１）とこの発光
管部（１１）に連設された狭窄管部（１２）とを有する
放電容器（１０）を備え、前記発光管部（１１）内に一
対の電極（２１）が対向配置され、当該電極（２１）を
先端部に有する電極棒（２２）の基端部が、円柱状また
は円板状の封止部材（２４）に埋設され、この封止部材
（２４）が、前記狭窄管部（１２）の外端面にフリット
溶着されることにより気密封止構造が形成されてなるセ
ラミック製放電ランプであって、 前記封止部材（２４）は、請求項１に記載のランプ用サ
ーメットからなることを特徴とするセラミック製放電ラ
ンプ。 3. A light-transmissive ceramic made of an alumina polycrystal.
Arc tube (11) and this light emission
A constriction tube section (12) connected to the tube section (11)
A discharge vessel (10) is provided, and a discharge vessel (11) is installed in the arc tube section (11).
A pair of electrodes (21) are arranged to face each other, and the electrodes (21) are
The base end of the electrode rod (22) at the tip is cylindrical or
Is embedded in a disk-shaped sealing member (24), and this sealing member
(24) is a frit on the outer end surface of the constriction tube portion (12).
A cell with a hermetically sealed structure formed by welding.
A discharge lamp made of Lamic, wherein the sealing member (24) is the lamp support according to claim 1.
Ceramic discharge battery characterized by comprising
Pump.
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